石 坤

(菏泽学院体育系，山东菏泽274000)

运动员的机能能力是其参加训练、比赛的基础。运动员机能能力的提高对促进运动员的竞技能力有极其重要的作用。对运动员机能能力在训练条件下变化的机制，在训练学界长期以来一直沿用超量恢复理论进行评价。近些年来此理论受到诸多学者的质疑和批判，其确实存在某些缺陷，但一定范围内，在竞技体育的教学、科研、训练中，该理论已经被广泛的认同和接受，成为经典的竞技体育基础理论和训练的原则之一。超量恢复是指人体机能能力和能量储备由负荷后暂时下降和减少状态恢复到负荷前水平，在恢复的过程中，能源物质的补偿在一段时间内超过原有水平，这种现象叫做超量恢复［1］。但当负荷刺激超过超量恢复的临界点时，机体必将出现机能能力下降甚至崩溃。本文将引用爆胎理论对现有的超量恢复理论进行补充，并将其组合，使机体机能能力的发展过程从理论上趋于完善，同时也有利于对机体的机能能力有一个更加全面、科学的认识。

1 关于超量恢复理论

1.1 超量恢复理论的提出

1948年原苏联列宁格勒体育科研所运动生化实验室的雅克夫列夫(Yakovlev)和雅姆珀里斯卡娅(Yampolyskaya)等人进行了大量动物和人体试验。研究运动时，特别是做不同负荷的耐力运动时，机体的肌肉和能量代谢系统的变化。雅姆珀里斯卡娅运用电刺激的方法对冬蛙运动后肌糖原储备的变化进行了测试，她的实验结果表明，冬蛙肌肉在104次/min收缩频率下肌糖原出现持续的下降，在刺激停止后的休息期肌糖原出现明显和稳定的超量恢复现象，肌肉运动后肌糖原的超量恢复量和稳定性取决于肌肉收缩的节奏和运动的持续时间。作者在这篇研究论文中首次提出了“超量恢复”的概念，并对运动后肌糖原超量恢复的程度做了初步的定性分析。

1972年雅克夫列夫根据人体负荷后肌糖原储备出现的“下降、恢复和超量恢复”的特性，提出了运用“超量恢复”解释运动训练对人体机能能力的影响作用，即将运动训练对人体机能能力产生影响作用的机制归结为“超量恢复”。他认为，训练负荷就是打破机体已经形成的“内环境平衡(Homoeostasis)”，运动能力的提高就是通过“超量恢复”的机理在高的层次上建立新的“平衡”［2］。上世纪1975年他又撰文对苏联运动生物化学的起源、发展和研究现状做了深入的分析与总结，对训练过程中机体内环境的破坏与重新构建的机理问题进行了较大篇幅的论述，进一步提出通过增加训练的负荷量和强度使机体(特别是肌肉系统)出现“超量恢复”，进而达到改善机能能力的训练效果［3］。上世纪1977年在他的专著中首次完整地提出了“超量恢复”学说，并将其作为解释运动训练效果的理论基石［4］。由此可见，尽管早在上世纪40年代在一些生理、生化的研究论著中就出现了“超量恢复”的名词，但那时“超量恢复”的内涵还只限于解释肌肉在运动负荷刺激下肌糖原的“下降—恢复—超量恢复”现象，而将这一研究结果扩展延伸到解释整个人体机能能力增长机制的“理论模型”，则是以雅克夫列夫的“运动生物化学”专著的发表为标志。此后，“超量恢复”学说逐渐得到运动生理、生化和运动训练界的广泛认同和接受，被大量研究课题、学术论著以及课程教材所引用，成为指导竞技运动训练和体育健身的“经典基础理论”。

1.2 超量恢复理论的理论缺失

从“超量恢复”理论问世的30多年来对该理论的争论一直没有停止，主要的批评和质疑集中在以下几个方面:

缺乏足够的科学实验数据的支持。对体内肌糖元代谢的研究结果不能轻易延伸到对整个机体不同器官和系统的复杂适应机制进行解释;

“超量恢复”学说在人体能力极限方面的不足，而实际上机体的能力，尤其是最大运动能力受到遗传因素的影响，并表现出很大的个体差别，它们的发展是有限度的，且具有鲜明的个体差异;

忽视了人体不同能力具有不同发展空间和不同发展速度的问题，只是从综合能力的角度描述了机能能力的增长;

“超量恢复”学说强调了机能能力在负荷刺激下的提高，而忽视了机能能力的保持和在不良刺激下的下降。

2 超量恢复理论的完善——爆胎训练理论

2.1 训练学中的“爆胎”现象

生活中不止一次见过这种现象:当用充气泵对机动车轮胎进行充气时，随着充气时间的延长，车胎由扁到鼓，最后超过轮胎的承受能力，发生爆胎，这就是生活中的爆胎现象。而在训练学中，当负荷刺激超过人体承受能力的极限时导致运动员机体产生严重的裂变，情况与此有着惊人的相似。

2.1.1 运动损伤与“爆胎”现象 当施加的负荷刺激超过运动员所能承受的极限时，其最明显的症状就是运动能力下降。过度的负荷致使运动能力下降是由于运动训练负荷过大，超过机体的承受能力，导致多器官功能紊乱，进一步将出现运动损伤。损伤涉及神经系统、肌肉肌腱、骨关节、软组织、生殖系统、免疫系统、呼吸系统、消化系统等器官系统的损伤。运动损伤一旦发生，运动员的机能能力必将大幅下降甚至崩溃，即发生“爆胎现象”。

2.1.2 部分生化指标的变化与“爆胎”现象 超过极限的负荷必将伴随着内分泌的变化。刘建华［5］等用安静组和运动组(至力竭)的大白鼠研究过度的负荷刺激对大白鼠的影响发现:在实验中，经过6周递增负荷的游泳，运动组大鼠目光呆滞，神情疲惫，毛色晦暗，有脱毛现象;在后两周增加负荷后，游泳至力竭的时间缩短，中途休息的时间、次数增加，运动能力下降。6周递增负荷游泳后与安静组相比，运动组血睾酮下降了74%，血睾酮/皮质酮下降了86.97%，血红蛋白下降了20.14%，血尿素氮升高了107.19%，尿蛋白升高了202.69%，且差异极显著(P＜0.01)(表1、表2)。

表1 6周递增负荷游泳后各组大鼠血睾酮、皮质酮、睾酮/皮质酮值

表2 6周递增负荷游泳后各组大鼠血尿素氮、尿蛋白和血红蛋白值

通过对运动组大鼠一般状况的观察和训练后血尿生化指标的测定，参照朱全、郑陆、冯炜权等［6-8］提出的判断过度负荷训练的标准，认为运动组大鼠经过6周递增负荷训练已经超过其承受能力的极限，其运动能力发生“爆胎”现象。

2.1.3 心肌组织的变化与“爆胎”现象 心脏是机体血液循环的能量站，而心肌正是完成这一唯一枢纽的唯一动力，所以心肌组织活性的变化对研究过量负荷有极其重要的参考价值。刘铁民［9］等对大白鼠采用一般性训练和过度负荷训练，第八周周末取出两组大白鼠的左心室内两条完整的腱索乳头肌，发现过度负荷训练组心肌线粒体MDA的含量SOD、GSH-px和PLA2的活性与普通训练组比较均发生了显著性变化，表现为丙二醛(MDA)生成增加，抗氧化酶活性降低，磷脂酶PLA2活性升高(表3)。表明过度训练后大鼠心肌线粒体的结构和功能发生显著变化，致使心肌组织突发性的损伤，从而发生“爆胎”现象。

表3 受试大鼠第八周末线粒体MDA含量、SOD、GSH－px和PLA2活性、运动能力变化一览表(n=10)

2.2 爆胎训练理论的提出

“爆胎现象”在训练学中的存在具有普遍性、一般性特征。爆胎训练理论是基于爆胎现象的直观认识而提出的，即当负荷累积刺激达到个体机能能力承受的极限时，机体机能能力达到最大值，此时负荷刺激哪怕再增加一点也将导致机体机能能力大幅下降甚至崩溃。当然，在训练学中，机体机能能力的增加要远比轮胎充气复杂得多，但借助这一生活中的普通现象可以更直观形象地展现出负荷与机能能力之间的关系。当机体接受负荷刺激在到达“饱和”之前，机体受到的刺激都是以良性为主导的，即机能能力是随负荷的增加不断提高的，负荷对机体的刺激越是接近这个潜接受能力的极限，训练的效果越好，就像超量恢复理论所描述的:运动负荷越大，消耗越剧烈，恢复过程就越长，超量恢复越明显［1］(图1)。当负荷刺激到达“饱和”时，即机体机能能力表现为最大值，机能能力的训练所追求的理想状态就是保持在这个“饱和”(图2)。当负荷刺激超过这种“饱和”状态时，负荷超出机体所能承受的极限，机能能力出现爆胎现象，机能能力减少的不是一点，而将导致机能能力大幅下降或崩溃(图3)。(注:图1～图3，引自过家兴《运动训练学》，黑色区域表示训练课)。

图1 机能能力出现“超量恢复”现象

图2 机能能力达到“饱和”现象

图3 机能能力出现“爆胎”现象

2.3 爆胎训练理论的理论基础

2.3.1 系统理论 按照现在系统研究的开拓者贝塔朗菲(Von Bertalanffy)的定义，系统是“相互作用的多元素的复合体”［10］。这个定义规定系统的第一个特点是多元性。系统是多样性的统一，差异性的统一，存在有差别的多个事物才能在一定条件下出现整合成为一个系统的要求。定义的第二个特点是相关性或相干性。系统中不存在与其他元素无关的孤立元素或组分，所有元素或组分都按照该系统特有的、足以与别的系统相区别的方式彼此关联在一起，相互依存、相互作用、相互激励、相互补充、相互制约。这两个特点又决定了系统的另一个重要特点:整体性。系统是由它的所有组分构成的统一整体，具有整体的结构、整体的状态、整体的行为与功能［11］。系统的核心思想是整体性观念。贝塔朗菲强调，任何系统都是一个有机的整体，系统的整体功能是一个要素在孤立状态下所没有的新质，同时认为，系统中各要素不是孤立存在着，每个要素在系统中都处于一定的位置上并起着特定的作用，要素间相互关联，构成一个不可分割的整体，要素是整体中的要素，如果将要素从系统中隔离出来，它将失去要素的作用［10］。

运动员机能能力的发展变化是一个复杂的多维系统，其形式结构特征表现为整体的、相互关联的统一体。因此，在解释运动员机能能力时要充分考虑到其系统性特征，即机能能力发展变化的整体性，其内部动态关系的相互关联性，以及与外界环境的互动关系。

2.3.2 混沌理论 混沌理论(Chaos Theory)是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。它是一种兼具质性思考与量化分析的方法，用以探讨动态系统中无法用单一的数据关系，而必须用整体、连续的数据关系才能加以解释及预测的行为［12］。混沌现象发生于易变化的物体或系统，该物体在行动之初极为单纯，但经过一定规则的连续变动后，却产生始料不及的后果，也就是混沌状态。混沌系统的最大特点就在于系统的演化对初始条件十分敏感，因此，从长期意义来看，系统的未来行为是不可预测的。

由于机能能力的对象是人，人是随时变动起伏的个体。而负荷刺激的过程基本上依循一定的规律和准则，并历经长期的互动，所以，相当符合混沌理论的架构。也因此，依据混沌理论，人体机能能力系统容易产生无法预测的后果。结果可能是机能能力的增长，可能是保持，也可能是下降。因此，在分析时更要注重各个可能的方面，以增加训练效果分析的科学性，并运用其扩大训练效果。

2.3.3 突变理论 勒内·托姆(Renethom)将系统内部状态的整体性“突跃”称为突变，其特点是过程连续而结果不连续。突变理论研究的是从一种稳定组态跃迁到另一种稳定组态的现象和规律。如果系统受到外界变化力量作用，系统起初将试图通过反作用来吸收外界压力。如果可能的话，系统随之将恢复原先的理想状态。如果变化力量过于强大，而不可能被完全吸收的话，突变(Catastrophic Change)就会发生，系统随之进入另一种新的稳定状态，或另一种状态范围。在这一过程中，系统不可能通过连续性的方式回到原来的稳定状态。Thom的突变理论意味着，系统变化是通过连续性的和非连续性的两种变化模式来实现的［14］。

人体机能能力的一大特点也是过程连续而结果不连续，因此，当机能能力超过某个临界点时也符合突变理论。机体在承受外界负荷刺激时，一定范围内可以保持一种理想的稳定状态，系统起初将试图通过反作用来吸收外界压力，当负荷刺激过于强大，而不可能被完全吸收的话，突变也会发生，即进入另一种状态。

3 超量恢复理论与爆胎训练理论的组合

3.1 超量恢复理论与爆胎训练理论组合的构建与科学表述

超量恢复理论和爆胎训练理论从不同视角分析了负荷刺激对机体的作用过程。两种理论在揭示这一关系时各有长短，如果将其合二为一，形成组合理论，机体机能能力与负荷刺激关系论述中存在的瓶颈就会消失。由于超量恢复理论和爆胎训练理论构建与刻画了运动员机能能力的内部形态特征和变化规律，两种理论可以互为补充和说明，这弥补了超量恢复理论没有给出人体机能能力极限的不足，同时，组合理论不仅强调了机能能力在负荷刺激下的提高，又重视了机能能力的保持和不良负荷刺激下的下降。所以，将超量恢复理论与爆胎理论进行组合来分析运动员机体机能能力的发展变化更为科学，它给出了负荷刺激对人体机能能力作用的所有可能，而不仅仅是一味的提高，使我们更加清楚地认识机能能力结构之间的动态关系与效能。

超量恢复理论和爆胎训练理论适用于不同的运动员或同一运动员的不同阶段。所以，两个理论是相辅相成、互为补充的，共同反映和表述了运动员机能能力的变化过程。

3.2 超量恢复理论与爆胎训练理论组合的理论价值和实践意义

组合理论的提出将大大弥补超量恢复理论的不足，首先，它在人体机能能力的极限方面，解决了超量恢复理论机能能力接受负荷无限上涨的最大缺陷;其次，组合理论图线模型中机能能力保持时所对应的最大机能能力是因人而异、因项而异的，它给出了人体各种能力发展的速度和空间的差别;再次，它给出了机体接受负荷时的各种可能的表现:上升、保持、下降，解决了超量恢复理论接受负荷即上涨的缺陷。

长期以来，当一个运动员的运动成绩出现停滞时，在超量恢复理论的指导下，教练员的首选措施是增加训练的负荷，试图通过负荷的增加得到更多的超量恢复，而其次考虑的是其他因素。我国许多教练员甚至认为高水平的运动员训练的主要特征应集中体现在“大运动量”和“高强度”上，将训练质量简单的与高负荷挂钩。通过组合理论我们可知，最大的训练负荷并不一定获得最好的超量恢复效应，最佳的训练效果肯定位于运动员可承受的范围之内。因此，运用两种理论的组合，在运动训练过程中，根据运动员在特定阶段、特定时期机能能力的不同特征，可以有选择地确定训练的主攻方向，更好地发挥理论的指导作用。同时，可以正确处理负荷刺激对机体影响的辩证关系，以求高效益地改善和发展运动员总体的机能能力。

3.3 应用超量恢复理论与爆胎训练理论应注意的问题

组合理论只是适用于运动员一定的训练阶段和生理范围，并不适用于所有的训练过程，不能用组合理论去解释所有的机能能力变化的现象。

爆胎训练理论毕竟只是一次探讨性的研究，给大家以启示，并不能全面的解释过量负荷刺激对机能能力的影响。人体系统是非线性的开放系统，运动训练与疲劳积累以及机能增长的关系不可能如此简明，只是从综合能力的角度描述了机能能力的变化。

4 结语

超量恢复理论作为训练学中的经典理论，应以科学和发展的态度看待它，使其既能保持基本框架的稳定，又能在具体问题上因时而变，在更多的维度和更大的范围内解释更多的经验事实，从而更好地指导训练实践。爆胎训练理论弥补了超量恢复理论的诸多不足，解决了超量恢复理论解决不了的问题，将超量恢复理论与爆胎训练理论相结合来解释机能能力的变化将更加科学和严谨。

任何一种理论的提出必定要经过一个充满争议和质疑的过程，在此也期待在不断的争议与修正的过程中，更深刻地理解机体机能能力的动态发展，这也是笔者撰写此文的目的之一。

［1］ 体育院校通用教材.运动训练学［M］.北京:人民体育出版社，2000.

［2］ Yakovlev N.N.Die Bedeutung der Homöostasest örung für die Effektivität des Trainingsprozessez［J］.Medizin und Sport ，1972(12):367.

［3］ Yakovlev N.N.Biochemistry of sport in the Soviet Union:beginning，development，and present status［J］.Medicine and Science in Sports，1975，4(7):237-247.

［4］ Yakovlev N.N.Sportbiochemie［M］.Barth:Leipzig，1977.

［5］ 刘建华.过度训练对大鼠心肌线粒体膜上功能性酶活性的影响［J］.河北体育学院学报，2007，21(2):86-88.

［6］ 朱 全，浦钧宗，张 敏.游泳方法建立大鼠模拟过度训练模型［J］.中国运动医学杂志，1998，17(2):137-140.

［7］ 郑 陆，隋 波，潘力平，等.过度训练动物模型的建立［J］.中国运动医学杂志，2000，19(2):179-181.

［8］ 冯炜权.过度疲劳及过度训练的生化诊断——运动生物化学动态之三［J］.北京体育大学学报，2002，23(4):498-502.

［9］ 刘铁民，许豪文.过度训练对大鼠心肌组织损害的试验研究［J］.中国体育科技，2003，39(2):31-34.

［10］ Von Bertalanffy.General System Theory［M］.NewYork:George Breziller，Inc，1973，33.

［11］ 许国志.系统科学［M］.上海:上海科技教育出版社，2000.

［12］ 超超2008.百科名片，混沌理论［EB/OL］［2011-08-11］http://baike.baidu.com/view/38935.htm.

［13］ 黄润生.混沌及应用［M］.武昌:武汉大学出版社，2005.

［14］ 衬衣架.百科名片，突变理论［EB/OL］［2011-10-24］http://baike.baidu.com/view/44542.htm.